Экструзия является популярным методом получения полуфабрикатов или товаров, произведенных из полимеров любой длины, поэтому сделанный экструдер своими руками в некоторых случаях позволит сэкономить вам деньги. Данный процесс используют в пищевой промышленности или в производстве комбикорма. Процесс происходит так: расплав полимера выдавливается при помощи головки экструдера в формующую головку с необходимым профилем. Данный способ производства наряду с литьем пластмассовых материалов под давлением сейчас один из наиболее популярных. Практически все полимеры могут подвергаться экструзии: термопласты, эластомеры и другие материалы.
Схема работы сварочного экструдера.
Технология экструдера применяется уже больше шестидесяти лет. За этот длительный период появилось достаточно большое количество машин, которые изготовлены специально для использования данной технологии. Если детально рассмотреть экструдер, то можно понять, что это такое. Процесс экструзии является достаточно сложным, основан он на физических и химических законах. Процесс проходит непосредственно под влиянием механических действий при воздействии высоких температур и наличии влаги. Из-за того, что механическая энергия обращается в тепло, которое выделяется вследствие внутреннего трения, при обработке материал подвергается нагреву.
При обработке экструзионной техникой есть несколько сменных характеристик: состав предоставляемого сырья, процент его влажности и природа. При производстве может меняться давление, температура и т.д.
Применение:
- переработка кормов;
- производство пластика и полиэтилена;
- изготовление труб;
- пищевое производство.
Технические особенности экструдеров
Аппарат состоит из нескольких частей, и условно делится на три секции:
- Первая отвечает за приемку сырья,
- Во второй происходит пластификация и сжатие,
- В третьей — прессование.
Обработка зерна в промышленных экструдерах происходит при высоких температурах: от 110 до 180°С, и давлении выше 40 атмосфер. Подобные условия необходимы для расщепления клетчатки, белков и крахмала, содержащихся в цельном зерне. Весь процесс занимает всего несколько минут, а значит расщепленный белок не успевает коагулировать.
Еще один плюс экструдирования — получение чистого и безопасного комбикорма: почти все виды бактерий и грибков погибают при термической обработке.
Экструдер зерновой оборудован специальной камерой, в которой продукты подвергаются прессованию. В ней же расположен вал со шнековыми прессующими, промежуточными и подающими элементами. Мощность аппарата зависит от двигателя и ротора, который отвечает за работу режущего узла.
Виды самодельных экструдеров
Промышленные модели аппарата в цене начинаются от 45 000 рублей, что не всегда приемлемо для небольших хозяйств и частных подворий. Чтобы приготовить домашнему скоту и птице полноценный и полезный корм, многие фермеры научились собирать устройство самостоятельно. Есть несколько способов, как сделать экструдер своими руками:
- Для больших объемов сырья,
- Из запчастей для сельхозтехники,
- Из пылесоса.
Прежде чем приступать к изготовлению, необходимо найти схемы и чертежи. Они помогут разобраться в тонкостях и нюансах крепления и расположения основных рабочих узлов.
Самодельный экструдер получится не только дешевле. Сделать его можно размером, подходящим под нужды хозяйства, оснастить дополнительными фигурными ножами или несколькими матрицами.
Экструдер для больших объемов корма
Данный аппарат состоит из:
- Принимающего бункера,
- Двигателя и привода,
- Рамы,
- Редуктора,
- Манжет,
- Режущего узла,
- Дозирующего шнека с приводом,
- Цилиндра.
Камера прессующего узла — цилиндр, в который вставлен нагнетающий шнек. Разделяется шнек на три части: начальную, среднюю и выводную. Для большей прочности каждую из них закрепляют при помощи шпильки с левой резьбой. Узел закрывают корпусом из стального листа.
Раму сваривают из уголка или отрезов трубы. Размеры зависят от планируемых объемов перерабатываемого сырья и длины цилиндра. Прессующий узел устанавливается на раму, и крепится несколькими болтами. Далее приступают к изготовлению приемного бункера. Обычно его сваривают из стальных листов, а в нижней части делают отверстие, под которое ставят лоток. Через него сырьё поступает из приемника в шнек нагнетателя. Для перемещения зерна в нижней части корпуса делают продольные выемки. В конце шнекового отдела устанавливается режущий узел для регулирования размера гранул. В него входят:
- Носовой корпус,
- Матрица,
- Ножи.
Прижатие ножей к матрице осуществляет пружина, а вращение вала происходит при помощи привода и поводка. Готовый продукт выходит через отверстия в матрице, и обрезается ножами по заданным параметрам.
Экструдер для кормов обрабатывает зерно только при высоких температурах, создаваемых работой двигателя и редуктора.
С валом и носовым корпусом они соединяются цепным приводом, и крепятся к раме. Для безопасности электрический узел можно также закрыть стальными манжетами. Регулирование температуры осуществляется изменением положения матрицы, а контроль — термометром. Устанавливают его рядом с режущим элементом.
Экструдер для полипропилена своими руками
Развитие технического прогресса привело к появлению различных технологий, которые позволяют производить изделия, отличающиеся улучшенными эксплуатационными характеристиками.
Одной из востребованных в настоящий момент является экструзия.
Собой она представляет технологический процесс переработки пластмасс, из которых изготавливают разнообразные детали, а также производят различную профильную продукцию.
Сама технология состоит в приготовлении сплава из полимерных материалов с последующим его продавливанием через специальные насадки, которые придают ему определенную форму. Основным элементом линии по производству изделий из пластика является экструдер.
Принцип действия и конструкция
Следует сказать, что экструзия является далеко не новой технологией. Ее история насчитывает более шести десятилетий. За это время было создано большое количество конструкций машин, с помощью которых обеспечивается ее реализация. Принцип действия этого прибора базируется на сути самого технологического процесса.
Технологический процесс экструзии является сложным физико-химическим процессом, на который оказывают воздействие механические усилия в условиях высокой температуры и влаги. Нагрев продуктов переработки происходит благодаря тому, что возникающая при борьбе с внутренним трением, а также при пластических деформациях механическая энергия превращается в тепло.
В процессе экструзионной обработки существует несколько сменных параметров. К числу наиболее важных следует отнести:
- состав сырья;
- влажность;
- его природа.
При протекании экструзионного технологического процесса может происходить изменение:
- температуры материала;
- давления;
- интенсивности и длительности воздействия на исходное сырье.
Принцип работы экструдера
Само по себе такое оборудование представляет электромеханическое устройство, основным предназначением которого является осуществление процесса формовки профильных деталей из пластика или его полуфабрикатов. В своем составе общее устройство экструдера для пластика содержит следующие компоненты:
- корпус системы нагрева полимерных материалов. В качестве основного источника тепловой энергии при осуществлении этого технологического процесса могут выступать обычные резистивные или индукционные системы. При использовании последних возникновение высоких температур происходит за счёт наведения на корпус высокочастотных индукционных токов Фуко;
- узел нагрузки. Через этот элемент в полость корпуса различными способами поступает исходное сырье;
- рабочий орган. Он создает в оборудовании необходимое давление, благодаря которому обеспечивается перемещение сырья непосредственно от узла загрузки до насадок, которые формуют из полимерных материалов готовые изделия. При использовании экструдера применяются разнообразные физические принципы, поскольку это устройство может иметь разные варианты исполнения — шнековый, дисковый, поршневый. В настоящий момент чаще других применяются шнековые экструдеры;
- экструзионная головка. По-другому специалисты называют ее фильерой. Именно она обеспечивает форму изделий, которая получается по завершении технологического процесса;
- механический привод. В этом оборудовании он представлен двигателем и редукторной системой. Благодаря ему обеспечивается создание и передача необходимого усилия на рабочий орган;
- система контроля и управления. Благодаря ей обеспечивается поддержание необходимого технологического режима.
В качестве исходного материала обычно выступают гранулы и порошок. Они загружаются в оборудование, а далее под действием рабочего органа происходит их перемещение в рабочую зону корпуса.
Там под воздействием давления, силы трения и температуры подаваемое извне исходное сырье нагревается, а в процессе его плавления возникает состояние, которое требуется по условиям технологического процесса.
Во время движения исходного сырья в полости корпуса происходит его тщательное перемешивание до состояния однородной гомогенизированной массы.
В условиях высокого давления происходит продавливание расплава при помощи формующих головок и сетчатых фильтров. В результате обеспечивается окончательная гомогенизация и придание материалу заданного профиля.
После этого материал естественным образом охлаждается или же применяется принудительный способ с последующей полимеризацией. В конечном итоге получаются изделия, имеющие необходимую конфигурацию и обладающие заданными механическими и физическими свойствами.
Виды экструдеров
Современные модели экструзионных установок могут различаться между собой как конструкцией рабочего органа, так и назначением.
Одношнековый
Среди всех разновидностей экструзионного оборудования наиболее распространенным является шнековое. Такие машины удовлетворяют всем требованиям экструзионного процесса.
В этих агрегатах в качестве основного рабочего органа применяется шнек. Специалисты называют его винтом Архимеда.
Многие прекрасно знают этот рабочий элемент по домашним мясорубкам.
При использовании экструдера для производства изделий из пластмассы лопасть шнека захватывает сырье в зоне загрузки, а далее происходит его последовательное перемещение по всей длине цилиндра корпуса, начиная от зоны нагрева через участок гомогенизации и формовки.
В зависимости от особенностей технологической карты, которую имеет оборудование, а также вида используемого для производства изделий исходного сырья шнеки могут предусматривать несколько вариантов исполнения — конические, цилиндрические и нормальные быстроходные.
Также могут использоваться шнеки, которые сужаются к выходу. Для этого оборудования в качестве главного параметра специалисты рассматривают соотношение рабочего диаметра шнека и его длины. Также различаются шнеки по шагу витков и их глубине.
Главный недостаток одношнекового экструдера заключается в том, что не всегда имеется возможность для их применения.
Например, если в качестве исходного сырья выступают порошковые полуфабрикаты, то наличие одного винта в составе оборудования не позволяет справиться с перемешиванием массы в процессе ее расплавления и последующей гомогенизации. В таких случаях выбор делают в пользу двухшнековых экструдеров.
Двухшнековый
Особенность этого оборудования состоит в том, что в нём винты сцеплены между собой. Поэтому при использовании таких экструдеров имеется возможность совершения шнеками параллельных и встречных вращательных движений. Эти рабочие части оборудования могут быть прямыми или коническими.
Использование подобных машин приводит к тому, что в процессе разогрева исходного сырья его смешивание и гомогенизация осуществляется более тщательно. В конечном итоге на головку для формования изделий поступает однородная и дегазированная масса.
Необходимо отметить следующий момент: в отдельных технологических процессах могут использоваться экструдеры, имеющие большее количество шнеков — до 4. Помимо этого нередко применяется планетарный автомат, когда число шнеков, вращающихся вокруг центрального винта, доходит до 20.
Необходимость в применении такого оборудования возникает при использовании в качестве исходного сырья отдельных видов пластиков, которые в условиях воздействия высоких температур имеют склонность к разрушению. Говоря другими словами, могут лишаться своих основных физических качеств. Таким образом, использование подобных экструдеров обеспечивает нагрев сырья за счет силы трения и высокого давления.
Производство ПВХ-профилей
В настоящий момент востребованным видом изделий являются пластиковые и композитные профили. В большинстве случаев производители изготавливают их, используя метод экструзии.
https://www.youtube.com/watch?v=JDVc_Yti8bw
Для изготовления такой продукции в зависимости от применяемого материала, а также сложности и формы изделия задействуются одно- или двухшнековые аппараты, которые имеют соответствующие формовочные головки.
Ассортимент выпускаемых с использованием экструдеров изделий довольно широкий, начиная от тонких нитей и полос и заканчивая листами крупных панелей, которые имеют профиль сложной геометрии. Пластиковые окна и двери, выпускаемые сегодня многими компаниями, собираются с использованием именно ПВХ-профилей, которые изготовлены на экструзионном оборудовании.
При производстве ПВХ-профилей многие производители добавляют в полимерный состав специальные компоненты, что дает возможность изготовления сложных композитов. Например, сегодня многие производители выпускают дерево-пластиковые изделия, которые довольно часто используются для изготовления разных строительных конструкций.
Изготовление труб
В такой сфере, как производство трубных изделий важным условием является отсутствие пузырьков газа в гомогенизированной смеси. По этой причине экструдеры, которые задействуются при производстве такой продукции, производители оснащают системами дегазации. В большинстве случаев применяются шнековые установки.
Помимо прочего используют барьерные шнеки, благодаря которым обеспечивается надежное разделение твердого полуфабриката от полностью расплавленного.
За счет этого достигается сохранение однородности состава, что положительным образом отражается на качестве выпускаемой трубной продукции и её эксплуатационных характеристиках.
Экструдеры для полиэтилена
Все плёнки, изготовленные из полимерных материалов, производятся компаниями исключительно с использованием способа экструзии. Для производства подобной продукции применяется выдувной экструдер.
У оборудования, используемого для производства стрейч-пленки, формовочный узел может иметь вид узкой щели.
Экструдер из запчастей сельхозмашин
Чтобы сделать этот аппарат, необходимо иметь:
- Электрический двигатель,
- Шестеренки от тракторной коробки передач,
- Шток, диаметров 5 мм, от гидравлического цилиндра,
- Проволока, толщиной 8 мм,
- Листовой металл.
Для изготовления цилиндра несколько шестеренок свариваются между собой. В результате должен получиться шнек, диаметром около 6,25 см. Далее на него накручивается переменным шагом проволока. Ширина шага постепенно уменьшается с 2,4 см до 2 см. Все элементы свариваются, а шов зачищается шлифовальной машинкой.
Следующий этап: вытачивание букс на токарном станке. Одну делают для шнека, вторую под редукторный вал. Когда элементы готовы, сваркой детали скрепляют в следующей последовательности: вал, буксы, подшипник, шнек. На последний при помощи фильеры крепят головку экструдера.
Сборку кормового экструдера начинают со сварки рамы, на которую крепят мотор. Его соединяют с рабочим узлом и пусковым элементом при помощи цепного привода. Сверху ставят бункер для загрузки: это может быть как ведро, так и сваренный из железа ящик. На противоположном конце устанавливается форма для сжатия обработанной массы. Проходя через фильеру, зерно продавливается через отверстия и поступает в дозатор.
Работает экструдер зерновой по принципу мясорубки, а размер гранул зависит от формы и размера отверстий в фильере.
Топ-7 самодельное оборудование для переработки пластика (ПЭТ, ПВХ)
Сегодня мы поговорим о переработке отходов в виде пластиковых бутылок и других полимеров. Эта тема актуальна как в плане построения бизнеса, так и в плане улучшения экологии. Поэтому она касается каждого из нас.
Охватить в одном видео все нюансы работы в этой отрасли не реально. Цель этого выпуска доступными словами объяснить как обстоят дела в этой отрасли и на каких этапах здесь делаются деньги.
Стоимость промышленного оборудования по переработке пластиковых бутылок (ПЭТ, ПВХ) исчисляется миллионами. Мы понимаем, что доступно это далеко не каждому. Поэтому постарались сделать этот обзор на примере людей с прямыми руками, которые без наличия много миллионных бюджетов умудряются занять свое маленькое место в этой отрасли с помощью самодельного оборудования.
Переходим к топу:
Сбор сырья и прессование
Процесс переработки пластика начинается с получения сырья. Специальная лицензия не требуется.
Многие останавливаются уже на этом этапе и делают полноценный бизнес. Заключается он в сборе сырья, его прессовании и последующей продаже.
Мусор на самом деле лишь условно бесплатный и получить доступ к городским свалкам дано не каждому. Поэтому если вы будете заниматься этим не в промышленных масштабах, можно попробовать исключить из этой цепочки администрацию свалки и получать сырье напрямую от людей и предприятий.
Делать это можно как с помощью приемных пунктов, так и устанавливая по городу специальные ящики для сбора пластиковых бутылок.
Люди бросают бутылки в такие ящики бесплатно, так как понимают, что таким образом делают свой маленький вклад в улучшение экологии. С осознанностью людей также можно работать, вешая на такие ящики разъясняющие таблички.
Чтобы разместить такой ящик во дворе многоквартирного дома, стоит предварительно согласовать этот вопрос с управляющей компанией или представителем ТСЖ. Аргументом в пользу установки ящика, является способствование чистоте двора.
Также можно договариваться об установке раздельных ящиков (для пластика, бумаги и стекла), в офисах крупных предприятий. Таким образом предприятие не только получит «эко-звание» и бесплатный вывоз отходов, но и дополнительные средства на мелкие расходные материалы.
В дальнейшем бутылки с таких точек изымаются и прессуются в тюки. Для прессования понадобиться пресс. Наиболее бюджетным вариантом является ручной пресс, который можно возить с собой при сборе сырья. Но для большей продуктивности, понадобиться гидравлический пресс.
Дробление с помощью шредера
Следующим этапом после сбора сырья идет процесс получения флекса (измельченного пластика).
На этом этапе хотим познакомить вас с Dave Hakkens. Который с помощью своего Ютуб-канала пытается сделать процесс переработки пластика более доступным.
Дейв показывает как он поэтапно собирает в своем гараже мини-шредер для измельчения.
Для получения качественного флекса, бутылки перед измельчением нужно отсортировать по цвету и отделить от крышек. Крышки изготавливаются из ПВХ материала, который имеет другие свойства и перерабатывается отдельно.
После сортировки бутылки измельчаются с помощью шредера, моются и высушиваются. Таким образом можно получить качественный флекс, на который есть спрос как внутри страны, так и из заграницы. Наиболее ценен флекс из бесцветных бутылок.
Гранулирование с помощью экструдера
Чтобы стать еще на шаг ближе к конечному продукту, флекс можно переработать в гранулы. Делается это с помощью экструзии. Дейв также показывает как он в своем гараже собирает небольшой экструдер.
В экструдер засыпается измельченный пластик, который с помощью шнекового вала (по типу мясорубки) передвигается внутри корпуса.
Корпус оснащен системой подогрева, что обеспечивает плавление пластика. Далее пластик выдавливается через небольшие отверстия в виде прутков.
Прутки проходят через вращающийся нож и получаются гранулы – готовый продукт для производства различных пластиковых изделий.
Самодельная линия по переработке пластика
Некий пример выше описанных процессов можно увидеть на видео с канала Ойбека Косимова. Где он делает обзор самодельной линии по переработке пластика в гранулы.
Здесь также пластик проходит процесс измельчения, моется, сушится и подается в экструдер. Получаемые на выходе с экструдера прутки проходят через ванну с водой для охлаждения, подаются на резак и получаются готовые гранулы.
Термопластавтоматы (ТПА)
Полученные гранулы широко используются при производстве изделий на термопластавтоматах.
Сложно назвать хоть одну отрасль где бы не требовались небольшие пластиковые детали. Поэтому применение ТПА очень обширное.
Умелые руки и их умудряются собирать в своих гаражах. Это мы можем увидеть на примере из видео с канала Григория Урывского, где он демонстрирует свой самодельный термопластавтомат.
Засыпанные в ТПА гранулы расплавляются и пластик под давлением поддается в подготовленную пресс форму (матрицу). На выходе получается готовое изделие.
Изготовление пресс-форм также стоит хороших денег, поэтому рентабельным будет лишь производство изделий в большом количестве.
Так как мы решили осветить эту тему на примере самодельного оборудования, то дальше мы покажем несколько примеров использования вторичного пластика на кустарном производстве в Индии.
Полимерпесчаное производство
На примере мы можем увидеть, как в экструдер засыпается дробленка из пластика перемешанная с песчаной основой. На выходе получается тестообразная масса, которую помещают в пресс-форму. Далее пресс-форму ставят под ручной пресс и после сжатия получают готовое изделие. В зависимости от подготовленной формы, таким образом можно ту же полимерпесчаную черепицу или тротуарную плитку.
Изготовление строительных блоков
Здесь можно увидеть, как индийцы используют самодельную установку, по типу бетономешалки с подогревом. Засыпают в нее какой-то шлак, добавляют пластиковые бутылки и мешают до получения однородной массы. Готовую массу помещают в подготовленную форму, прессуют и охлаждают. На выходе получают готовый строительный блок.
Веревки из пластиковых бутылок
На видео показано как можно изготавливать в собственном гараже веревки из пластиковых бутылок:
Метлы из бутылок
На видео можно посмотреть как производят метлы из использованных пластиковых бутылок:
Станки для малого бизнеса в гараже:
Экструдер из старого пылесоса
Для изготовления понадобятся:
- Корпус и двигатель от пылесоса,
- Лист фанеры,
- Заготовка из стали для ножей,
- Металлический диск,
- Деревянные штифты,
- Крепежи и втулки.
Данный аппарат не отличается большой мощностью, поэтому чаще всего его используют для приготовления комбикорма небольшому поголовью птицы, кроликов, поросят или малого рогатого скота.
Как сделать экструдер зерновой: из листа фанеры вырезается квадрат — основание со стороной в 30 см. На него устанавливается мотор так, чтобы вал оказался ниже основания на 4 см. Для изготовления ножей используют сталь марки СТЗ или выше, или же вытачивают из автомобильных держателей. Толщина ножа не должна быть менее 1,5 мм, а длина и ширина не менее 20*1,5 см. Затачивают нож по направлению вращающейся оси. Для большей эффективности заготовке придают форму пропеллера или меняют угол кромки углов.
Для крепления режущего элементы на оси мотора просверливают отверстие, а в роли крепежного элемента выступает обычная втулка. Рабочую камеру изготавливают из металлического листа. Размеры емкости: 70*6 см. Лист изгибают в форме цилиндра, а верхнюю и нижнюю часть отгибают наружу. Должны образоваться фланцы шириной в 1 см. Нужны они для крепления камеры и удержания сита. По низу цилиндра устанавливается три штифта.
Размер ячеек сита определяет размер готовых гранул. Самое мелкое используется для получения кормовой муки. Над рабочей камерой приваривается принимающий бункер с заслонок. С ее помощью можно регулировать объемы подаваемого сырья.
Рекомендации по эксплуатации
Экструдер зерновой устанавливается на ровную плоскую поверхность. Желательно использовать аппарат в помещении с невысокой влажностью и хорошей вентиляцией. Подается зерно равномерно и постоянно, иначе отсек с прессом будет перегружен. Для регулировки размера готовых гранул меняют сито или затягивают болт матрицы.
Завершают работу постепенным сокращением оборотов. После каждого использования аппарат необходимо разобрать и промыть, чтобы избежать забивания рабочих и режущих узлов частичками засохшего корма.
Инструменты и материалы Время: 2 часа • Сложность: 7/10
- профессиональный экструдер для работы с глиной;
- полимерная глина черного цвета;
- режущее лезвие;
- перламутровая краска фиолетового, золотого, аквамаринового и голубого цвета;
- бумага для подстилки;
- аппликатор (или примените палец).
Вы полюбите эти бусины! Они смотрятся потрясающе, и их так просто изготовить, что даже школьник справится с такой задачей!
Материалы и инструменты: